Der Aufbau eines erfolgreichen linearen Bewegungssystems beginnt mit der Auswahl des entsprechenden Aktuators. Zwischen den verschiedenen Größen, Technologien und Eigenschaften gibt es Hunderte von Optionen. Der Trick besteht darin, den Aktuator zu winnern, der die besten Ergebnisse liefert. Glücklicherweise ist das nicht so schwierig, wie es sich anhört. Die Anforderungen der Anwendung verringern die mögliche Lösungen für den Aktuator, und die Einschränkungen des Projekts bestimmen die beste Anpassung.

Der Prozess beginnt mit der Betrachtung der hier aufgeführten Schlüsselfaktoren.

Geschwindigkeit

Geschwindigkeit ist ein wichtiger Faktor bei der Auswahl eines Aktuators. Obwohl die Aktuatoren vom Typ Schrauben wirksam sind, leiden sie bei sehr hohen Geschwindigkeiten, aber sie leiden an einem Phänomen, das als Schraubpeitsche bekannt ist, bei dem sich die Schraubenspitzen wie sie ausdrückt. Die Schraubepeitsche verursacht Vibrationen und vorzeitige Verschleiß.

Der Schwellenwert für die als kritische Geschwindigkeit bezeichnete Schraubenpeitsche hängt von den Abmessungen und dem Material der Schraube ab. Kritische Geschwindigkeit kann analytisch mit bekannten Gleichungen berechnet werden. Wenn die Geschwindigkeit zu hoch ist, um einen Stellantrieb vom Typ mit Schrauben zu verwenden, sollten Sie einen linearen Motor oder einen Stellantrieb für den Gürtelantrieb berücksichtigen.

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Es ist wichtig, dass der Aktuator für die Last angemessen dimensioniert ist. Bei der Größe der Belastungskapazität sind mehrere Faktoren zu berücksichtigen: die radiale Belastungskapazität der Leitlager, die Momentkapazität des Stützwagens und die axiale Belastungskapazität der Stützlager und der Ballsumme. Es ist wichtig, einen Aktuator auszuwählen, der die von der Anwendung dargestellten Lasten behebt.

Ein weit verbreitetes Missverständnis ist, dass nur Ladekapazität von Bedeutung ist, und die Lastkapazität ermöglicht es, die Lebensdauer eines Aktuators unter einer bestimmten Last zu berechnen. Andere Faktoren müssen jedoch berücksichtigt werden, wie die Steifheit des Aktuators in verschiedenen Lastrichtungen. Das Designteam kann Lastentscheidungsberechnungen durchführen, um festzustellen, ob der Aktuator in der Anwendung erfolgreich abfällt.

Ein weiterer zu berücksichtigender Faktor ist die Positionierung der Last. Eine Masse, die auf einem Wagen ruht, der entlang der Achse des Aktuators verläuft, führt sehr unterschiedliche Kräfte als eine übergeschlagene Last ein, die einen umkippenden Moment anwendet. Stellen Sie sicher, dass der Aktuator ordnungsgemäß dimensioniert und unterstützt wird.

Vertikale Anwendungen erfordern eine besondere Sorgfalt, um die Position der Last zu erhalten. Für bestimmte Designparameter sind Bleischristen selbstbewusst. Dies bedeutet, dass sie selbst im Falle eines Motorausfalls nicht zurückgetrieben werden können. Um zu versichern, dass eine Schraube selbst speichert, muss die Effizienz der Schraube unter 50%liegen, wobei die Effizienz eine Funktion des Bleiwinkels und des Reibungskoeffizienten zwischen der Mutter und der Schraube ist. Alternativ können auch Rack-and-Pinion-Aktuatoren funktionieren.

Die Gürtel haben sich in den letzten Jahren deutlich verbessert. Sie sind robust und stark konstruiert, damit sie nicht mehr so ​​regelmäßig spannen, wie sie es getan haben. Gürtelfahrten sind eine gute Auswahl, wenn die Geschwindigkeits- und Schlaganforderungen außerhalb einer Ballschraube oder einer Bleischraube liefern. Besonderes Sorgfalt muss aufgenommen werden, wenn in einer vertikalen Anwendung ein Riemenantrieb verwendet wird. Es wird empfohlen, ein Gegengewicht oder eine Bremse zu verwenden, um die Last für Sicherheit zu verlangsamen, zu stoppen und zu unterstützen.

Hublänge

Der nächste zu berücksichtigende Faktor ist die Schlaganfalllänge. Schraubenbasierte Aktuatoren sind effektiv und können in einigen Fällen für Stroke bis zu 5 Fuß oder mehr verwendet werden. Es muss darauf geachtet werden, dass sehr lange, mit Fahrsteigerungen angetriebene Aktuatoren die kritische Geschwindigkeit nicht überschreiten. Bei langen Schlaganfällen sind Riemenantriebe bessere Optionen. Die heutigen Gürtel sind hochentwickelte Materialien, die wenig Wartung benötigen. Sie können über Entfernungen von bis zu 50 Fuß verwendet werden.

Eine weitere Option für lange Schläge ist ein linearer Motor. Lineare Motoren bestehen im Wesentlichen aus ungehörten Servomotoren aus einer Kraft, die entlang einer festen Magnetspur bewegt. Theoretisch kann der Track so lang wie gewünscht sein. Aus praktischer Gesichtspunkte sind lineare Motoren sowohl durch die Anforderung beschränkt, eine stufe, sorgfältig ausgerichtete Magnet -Strecke bereitzustellen als auch durch die Kosten der Magneten. Die Verwaltung der Motorkabel über sehr lange Reisen kann ebenfalls eine Herausforderung sein.

Wiederholbarkeit

Jede Anwendung hat eine Wiederholbarkeitsanforderung. Die richtige Wahl des Aktuators liefert ein System, das diese Anforderungen nicht nur erfüllt, sondern dem Projekt auch hilft, Ziele für die Budget- und Montagezeit zu erreichen. Die Aktuatoren vom Typ Schrauben liefern eine Wiederholbarkeit in der Größenordnung von ± 0,0001 bis ± 0,003 Zoll. Dies ist im Vergleich zu ± 0,002 bis ± 0,010 Zoll für einen Riemenantrieb.

Die optimale Wahl hängt von den Anforderungen der Anwendung ab. Gürtelfahrer leisten nicht so gut wie Aktuatoren vom Typ Schrauben, aber für eine Bewerbung mit mehr verzeihenden Toleranzen können Gürteltierfächer erhebliche Einsparungen bieten. Für anspruchsvollere Anwendungen bieten lineare motorische Aktuatoren eine Wiederholbarkeit, die Sub-Micron sein kann.

Dienstzyklus

Der Arbeitszyklus hat einen großen Einfluss auf die Lebensdauer der Ausrüstung. Es ist wichtig, einen linearen Aktuator auszuwählen, der die Anwendungsanforderung erfüllen kann. Die Leads -Schrauben basieren beispielsweise auf dem Schieberkontakt - Typ -preisgültigem Stahl bis Plastik (je nach Anwendung gibt es viele verfügbare Auswahlmöglichkeiten). Dies führt zu erheblichen Verschleiß über die Lebensdauer des Geräts. Infolgedessen sollten Bleischristen vermieden werden, wenn Sie eine kombinierte Anlastung mit hoher Belastung und Hochschule haben.

Wählen Sie stattdessen einen umlehenden Kugelschleppantrieb. Diese Geräte haben eine rollende Reibung, keine gleitende Reibung, daher dauern sie länger und das Leben ist vorhersehbarer. Bälle können jedoch beschädigt werden, insbesondere bei hohen Lasten. Versuchen Sie bei Anwendungen, die keinen Fehler tolerieren können, eine planetarische Walzenschraube. Diese Geräte verteilen das Gewicht, um den Verschleiß zu minimieren, wodurch sie unter anderem für militärische und Raumfahrtanwendungen zugänglich sind. Für Budgetanwendungen kann auch ein Gürtelantrieb funktionieren.

Umfeld

Die Betriebsumgebung einer Anwendung hat auch einen Einfluss auf die Auswahl des Aktuators. Vermeiden Sie in einer Umgebung mit sauberem Raum Blei-Stellantrieb. Der Metall-zu-plastische Kontakt erzeugt Partikel, die die Reinraum-Bewertung beeinträchtigen.

Umgekehrt können extrem schmutzige Umgebungen die Aktuatoren beschädigen. In Stabstil-Aktuatoren ist die Schraube in das Gehäuse versiegelt. Infolgedessen sind Stabstil-Aktuatoren in Umgebungen mit Kontamination und Flüssigkeit einigermaßen sicher. In stäbenlosen Aktuatoren ruht die Last auf einem Wagen, der mit der Schraube verbunden ist, die den Stellantrieb einer Kontamination aussetzen kann.

Infolgedessen benötigen stäbelose Aktuatoren spezielle Bestimmungen, unabhängig davon, ob es sich bei der Basistechnologie um einen Aktuator vom Typ Schrauben oder einen linearen Motor handelt. Suchen Sie nach Komponenten mit IP -Bewertungen. Erwägen Sie, den Schlitz nach unten zu montieren, um den Eintritt zu verringern. Beachten Sie, dass die Schmierung im Laufe der Zeit Partikel fangen und halten kann, um Oberflächen zu schädigen.

Ein weiterer Faktor, der über die Umwelt berücksichtigt werden muss, ist die verfügbare Menge an Platz. Der beste Aktuator der Welt ist nutzlos, wenn er nicht in den vorliegenden Umschlag passt. Geben Sie zu Beginn der Entwurfsphase Aktuatoren an, um sicherzustellen, dass ausreichend Platz vorliegt. Arbeiten Sie eng mit Ihrem Anbieter zusammen, um alle Faktoren zu nutzen, die die Merkmale, die Sie benötigen, in einem kompakten Formfaktor liefern können.

Budget

Es ist immer wichtig, die Preisziele im Auge zu behalten. Lineare Motoren sind die teuersten, gefolgt von Aktuatoren vom Typ Schrauben (Planetenschraube, Kugelschraube und Bleischraube). Gürtelfahrten sind die wirtschaftlichsten.

Ingenieurwesen beinhaltet immer Kompromisse. Die obige Liste ist ein erster Schnitt bei der Auswahl der Aktuator. Für eine bestimmte Anwendung können besondere Einschränkungen bedeuten, dass das Budget beispielsweise eine größere Priorität hat als die Leistung, oder dass der Arbeitszyklus wichtiger als Geschwindigkeit ist. Beginnen Sie den Prozess der Angabe eines Aktuators so früh wie möglich in der Entwurfsphase. Versuchen Sie, mit Standardkomponenten zu arbeiten. Wenn keiner dieser Anforderungen erfüllt, sprechen Sie mit Ihrem Anbieter über die Entwicklung eines benutzerdefinierten Produkts, das die Aufgabe erledigt.